JP5418120B2 - Communication circuit, communication method, and serial-parallel conversion circuit - Google Patents
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Description
本発明は、シリアル信号をパラレル信号に変換する通信回路、通信方法及びシリアルパラレル変換回路に関する。 The present invention relates to a communication circuit, a communication method, and a serial / parallel conversion circuit that convert a serial signal into a parallel signal.
近年、LSI間を接続する信号の通信速度を向上させるために、LSI間をパラレル信号ではなく、シリアル信号で接続しようという試みが増えている。
その場合、シリアル信号を送信する送信側回路においては、パラレル信号をシリアル信号に変換するパラレルシリアル変換回路が必要であり、送信側回路から送信されたシリアル信号を受信する受信側回路においては、シリアル信号をパラレル信号に変換するシリアルパラレル変換回路が必要となる(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, in order to improve the communication speed of signals connecting LSIs, attempts to connect LSIs using serial signals instead of parallel signals are increasing.
In that case, the transmission-side circuit that transmits the serial signal needs a parallel-serial conversion circuit that converts the parallel signal into a serial signal, and the reception-side circuit that receives the serial signal transmitted from the transmission-side circuit A serial-parallel conversion circuit that converts a signal into a parallel signal is required (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、LSI間においては、LSIの製造ばらつき、電源ノイズ、信号ノイズなどに起因し、送信側回路の基準信号と、受信側回路の基準信号が固定的にずれたり、時間的に変動する可能性があるので、期待通りのデータ通信を行うことが困難な場合があった。 However, between LSIs, there is a possibility that the reference signal of the transmission side circuit and the reference signal of the reception side circuit are fixedly shifted or temporally fluctuated due to manufacturing variations of LSI, power supply noise, signal noise, etc. Therefore, there are cases where it is difficult to perform data communication as expected.
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、LSIの製造ばらつき、電源ノイズ、信号ノイズなどに起因し、送信側回路の基準信号と、受信側回路の基準信号が固定的にずれたり、時間的に変動したとしても、受信側回路においてシリアル信号を確実にパラレル信号に変換し、期待通りのデータ通信を行うことができる通信回路、通信方法及びシリアルパラレル変換回路の提供を目的とする。 The present invention is considered in view of the above circumstances, and the reference signal of the transmission side circuit and the reference signal of the reception side circuit may be fixedly shifted due to manufacturing variations of LSI, power supply noise, signal noise, and the like. An object of the present invention is to provide a communication circuit, a communication method, and a serial-parallel conversion circuit capable of reliably converting a serial signal into a parallel signal and performing data communication as expected even if it varies over time. .
上記目的を達成するため本発明の通信回路は、送信側回路から送信されたシリアル信号を受信する受信側回路を備え、前記受信側回路が、前記シリアル信号のビットレートと前記受信側回路の動作クロックの比率をNとして、前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第一多相クロック発生手段と、前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第二多相クロック発生手段と、前記第一多相クロック発生手段の出力をクロック入力として前記シリアル信号のビットデータを順次保持するとともに、保持したビットデータを前記第二多相クロック発生手段の出力をクロック入力としてサンプリングし、N本のパラレル信号として出力するシリアルパラレル変換手段と、を備える構成としてある。 In order to achieve the above object, a communication circuit of the present invention includes a reception side circuit that receives a serial signal transmitted from a transmission side circuit, and the reception side circuit determines the bit rate of the serial signal and the operation of the reception side circuit. First multi-phase clock generating means for generating at least N multi-phase clocks that change every N cycles of the serial signal, and at least N clocks that change every N cycles of the serial signal, where N is a clock ratio. A second multi-phase clock generating means for generating a multi-phase clock; and sequentially holding the bit data of the serial signal with the output of the first multi-phase clock generating means as a clock input; Serial parallel that samples the output of the phase clock generator as a clock input and outputs it as N parallel signals It is constituted comprising a switching means, a.
また、本発明の通信方法は、送信側回路から送信されたシリアル信号を受信する受信側回路が、前記シリアル信号のビットレートと前記受信側回路の動作クロックの比率をNとして、前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第一多相クロック発生手順と、前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第二多相クロック発生手順と、前記第一多相クロック発生手順の出力をクロック入力として前記シリアル信号のビットデータを順次保持するとともに、保持したビットデータを前記第二多相クロック発生手順の出力をクロック入力としてサンプリングし、N本のパラレル信号として出力するシリアルパラレル変換手順と、を実行する方法としてある。 In the communication method of the present invention, the receiving side circuit that receives the serial signal transmitted from the transmitting side circuit has a ratio of the bit rate of the serial signal and the operation clock of the receiving side circuit as N, and A first multiphase clock generating procedure for generating at least N multiphase clocks that change every N cycles, and a second multiphase clock for generating at least N multiphase clocks that change every N cycles of the serial signal The bit data of the serial signal is sequentially held using the generation procedure and the output of the first multiphase clock generation procedure as a clock input, and the held bit data is sampled using the output of the second multiphase clock generation procedure as a clock input And a serial-parallel conversion procedure for outputting as N parallel signals.
また、本発明のシリアルパラレル変換回路は、シリアル信号のビットレートと回路の動作クロックの比率をNとして、前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第一多相クロック発生手段と、前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第二多相クロック発生手段と、前記第一多相クロック発生手段の出力をクロック入力として前記シリアル信号のビットデータを順次保持するとともに、保持したビットデータを前記第二多相クロック発生手段の出力をクロック入力としてサンプリングし、N本のパラレル信号として出力するシリアルパラレル変換手段と、を備える構成としてある。 The serial-parallel conversion circuit according to the present invention generates a first multi-phase clock that generates at least N multi-phase clocks that change every N cycles of the serial signal, where N is a ratio between the bit rate of the serial signal and the operation clock of the circuit. Phase clock generation means, second multiphase clock generation means for generating at least N multiphase clocks that change every N cycles of the serial signal, and output of the first multiphase clock generation means as clock inputs A serial parallel conversion unit that sequentially holds bit data of a serial signal, samples the held bit data using the output of the second multiphase clock generation unit as a clock input, and outputs the sampled data as N parallel signals; It is as.
以上のように、本発明によれば、LSIの製造ばらつき、電源ノイズ、信号ノイズなどに起因し、送信側回路の基準信号と、受信側回路の基準信号が固定的にずれたり、時間的に変動したとしても、受信側回路においてシリアル信号を確実にパラレル信号に変換し、期待通りのデータ通信を行うことができる。 As described above, according to the present invention, the reference signal of the transmission side circuit and the reference signal of the reception side circuit are fixedly shifted or temporally caused by manufacturing variations of LSI, power supply noise, signal noise, and the like. Even if it fluctuates, it is possible to reliably convert the serial signal into a parallel signal in the receiving side circuit and perform data communication as expected.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る通信回路の概略構成を示すブロック図である。
この図に示すように、本発明の実施形態に係る通信回路は、送信側回路から送信されたシリアル信号を受信する受信側回路(シリアルパラレル変換回路)を有し、該受信側回路は、第一多相クロック発生手段1と、第二多相クロック発生手段2と、シリアルパラレル変換手段3とを備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a communication circuit according to an embodiment of the present invention.
As shown in this figure, the communication circuit according to the embodiment of the present invention has a reception side circuit (serial parallel conversion circuit) that receives a serial signal transmitted from the transmission side circuit, and the reception side circuit One multiphase clock generating means 1, second multiphase clock generating means 2, and serial / parallel conversion means 3 are provided.
第一多相クロック発生手段1は、シリアル信号700のビットレートと同じ周波数を持つクロック信号701と制御信号703を入力とし、状態を示す信号704や多相クロック30を出力するように構成されている。
第二多相クロック発生手段2は、シリアル信号700のビットレートと同じ周波数を持つクロック信号702と制御信号705を入力とし、状態を示す信号706や多相クロック40を出力するように構成されている。
シリアルパラレル変換手段3は、シリアル信号700と、多相クロック30、40を入力とし、パラレル信号60を出力するように構成されている。
The first multiphase clock generation means 1 is configured to receive a clock signal 701 having the same frequency as the bit rate of the
The second multiphase clock generation means 2 is configured to receive a clock signal 702 having the same frequency as the bit rate of the
The serial / parallel conversion means 3 is configured to receive the
図2は、図1に周辺回路を加えたブロック図である。
この図に示すように、本実施形態の受信側回路は、周辺回路を加えると、第一多相クロック発生手段1と、第二多相クロック発生手段2と、シリアルパラレル変換手段3と、クロック抽出手段4と、バッファ回路5と、データ整列手段6とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram in which peripheral circuits are added to FIG.
As shown in this figure, the receiving side circuit of the present embodiment is provided with a first multiphase clock generation means 1, a second multiphase clock generation means 2, a serial / parallel conversion means 3, and a clock when peripheral circuits are added. Extraction means 4,
第一多相クロック発生手段1は、クロック抽出手段4の出力701と制御信号703を入力とし、状態を示す信号704や多相クロック30を出力するように構成されている。
第二多相クロック発生手段2は、バッファ回路5の出力702と制御信号705を入力とし、状態を示す信号706や多相クロック40を出力するように構成されている。
シリアルパラレル変換手段3は、シリアル信号700と、多相クロック30、40を入力とし、パラレル信号60を出力するように構成されている。
The first multiphase clock generation means 1 is configured to receive the output 701 of the clock extraction means 4 and the control signal 703 and output a signal 704 indicating the state and the multiphase clock 30.
The second multiphase clock generation means 2 is configured to receive the output 702 of the
The serial / parallel conversion means 3 is configured to receive the
クロック抽出手段4は、シリアル信号700を入力とし、シリアル信号700のビットレートと同じ周波数を持つクロック信号701を出力するように構成されている。
バッファ回路5は、クロック信号701を入力とし、クロック信号702を出力するように構成されている。
データ整列手段6は、受信側回路のクロック信号に同期した信号710と、パラレル信号60を入力とし、信号65を出力するように構成されている。
The
The
The data aligning means 6 is configured to receive a
なお、本実施形態のクロック抽出手段4は、シリアル信号700のビットレートと同じ周波数のクロック信号を出力するが、シリアル信号700のビットレートの半分の周波数を出力することとし、クロック信号を受ける後述のフリップフロップをクロック信号の立ち上がり及び立ち下がりの両方を使って動作させるようにしてもよい。
The clock extraction means 4 of the present embodiment outputs a clock signal having the same frequency as the bit rate of the
図3は、本発明の実施形態に係る通信回路の第一多相クロック発生手段の具体例を示す回路図である。
この図に示すように、本実施形態の第一多相クロック発生手段1は、第1〜第12のフリップフロップ810〜821と、第1及び第2のインバータ896、898と、第1及び第2のOR回路897、899と、第1〜第10のAND回路832〜841と、第1及び第2のセレクタ850、851とを備えて構成されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the first multiphase clock generation means of the communication circuit according to the embodiment of the present invention.
As shown in this figure, the first multiphase clock generating means 1 of the present embodiment includes first to twelfth flip-
図3において、信号801はクロック信号であり、信号802はリセット信号であり、信号803は第一多相クロック発生手段1が発生する多相クロック30の周期や位相を制御する信号であり、信号301〜312は第一多相クロック発生手段1が出力する多相クロックである。
In FIG. 3, a
第一多相クロック発生手段1において、信号802を「0」にしてクロック信号801を「0」から「1」に変化させると、第1〜第12のフリップフロップ810〜821が保持する値は「11000・・・00」となり、初期化される。
つぎに、信号802を「1」にしてクロック信号801を「0」から「1」に変化させると、フリップフロップ810〜821の値は順次シフトされ、多相クロック301〜310が発生する(図6参照)。
In the first multiphase clock generation means 1, when the
Next, when the
このとき信号803は、セレクタ850、851に適切なフリップフロップ813〜815、819〜821の出力信号を選択させることにより、ループ状に接続されたフリップフロップ810〜821のループ段数が、シリアル信号700のビットレートと受信側回路の周波数の比率Nに等しくなるように調整することができる。
換言すると、ビットレートと受信側回路の周波数の比率Nを変更する場合には、セレクタ850、851が適切なフリップフロップ813〜815、819〜821の出力信号を選択するように信号803を設定する。
また、セレクタ850、851を用いて一定時間、ループ段数を比率Nより大きな値や小さな値に設定することで、シリアル信号700のワード境界と受信側回路のクロック信号の位相差を調整することができる。
At this time, the
In other words, when changing the ratio N between the bit rate and the frequency of the receiving circuit, the
Further, the phase difference between the word boundary of the
図4は、本発明の実施形態に係る通信回路の第二多相クロック発生手段の具体例を示す回路図である。
この図に示すように、第二多相クロック発生手段2は、第1〜第12のフリップフロップ910〜921と、第1及び第2のインバータ996、998と、第1及び第2のOR回路997、999と、第1〜第10のAND回路932〜941と、第1及び第2のセレクタ950、951と、スイッチ回路953と、第1〜第10のバッファ960〜969とを備えて構成されている。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific example of the second multiphase clock generation means of the communication circuit according to the embodiment of the present invention.
As shown in this figure, the second multiphase clock generation means 2 includes first to twelfth flip-flops 910 to 921, first and
図4において、信号901はクロック信号であり、信号902はリセット信号であり、信号903は第二多相クロック発生手段2が発生する多相クロック40の周期や位相を制御する信号であり、信号401〜412は第二多相クロック発生手段2が出力する多相クロックである。
In FIG. 4, a signal 901 is a clock signal, a
第二多相クロック発生手段2において、信号902を「0」にしてクロック信号901を「0」から「1」に変化させると、第1〜第12のフリップフロップ910〜921が保持する値は「11000・・・00」となり、初期化される。
つぎに、信号902を「1」にしてクロック信号901を「0」から「1」に変化させるとフリップフロップ910〜921の値は順次シフトされる。そして、一部のフリップフロップ910〜921の出力が、スイッチ回路953及びバッファ960〜969を介して多相クロック401〜410として出力される(図6参照)。
In the second multiphase clock generation means 2, when the
Next, when the
このとき信号903は、セレクタ950、951に適切なフリップフロップ913〜915、919〜921の出力信号を選択させることにより、ループ状に接続された910〜921のループ段数が、シリアル信号700のビットレートと受信側回路の周波数の比率Nに等しくなるように調整することができる。また、信号903は、スイッチ回路953にも入力され、適切なスイッチ動作が行われる。
換言すると、ビットレートと受信側回路の周波数の比率Nを変更する場合には、セレクタ950、951が適切なフリップフロップ913〜915、919〜921の出力信号を選択するように信号903を設定する。
また、セレクタ950、951を用いて一定時間、ループ段数を比率Nより大きな値や小さな値に設定することで、シリアル信号700のワード境界と受信側回路のクロック信号の位相差を調整することができる。
At this time, the signal 903 causes the selectors 950 and 951 to select appropriate output signals from the flip-flops 913 to 915 and 919 to 921, so that the number of loop stages 910 to 921 connected in a loop shape becomes the bit of the
In other words, when the ratio N of the bit rate and the frequency of the receiving circuit is changed, the signal 903 is set so that the selectors 950 and 951 select the appropriate output signals of the flip-flops 913 to 915 and 919 to 921. .
Further, the phase difference between the word boundary of the
なお、多相クロック発生手段1、2は、シリアル信号700のビットレートと受信側回路の動作周波数の比率Nに対して、N段以上のループを構成するが、ループ段数はN以上であれば、任意に設定することができ、Nが大きくなる場合に備えて冗長なフリップフロップと冗長なセレクタを含むことができる。
また、多相クロック発生手段1、2に含まれるセレクタの数は、2個に限定されず、1個や3個以上でもよい。
また、多相クロック発生手段1、2の状態を出力する信号は、省略してもよい。
The multi-phase clock generating means 1 and 2 form a loop of N stages or more with respect to the ratio N of the bit rate of the
Further, the number of selectors included in the multiphase clock generation means 1 and 2 is not limited to two, and may be one or three or more.
Further, the signal for outputting the state of the multiphase clock generating means 1 and 2 may be omitted.
図5は、本発明の実施形態に係る通信回路のシリアルパラレル変換手段の具体例を示す回路図である。
この図に示すように、シリアルパラレル変換手段3は、第1〜第10のフリップフロップ101〜110と、第11〜20のフリップフロップ201〜210と、第21のフリップフロップ299を備えている。
第1〜第10のフリップフロップ101〜110は、第21のフリップフロップ出力信号500をデータ入力とするとともに、多相クロック301〜310をクロック入力とし、信号501〜510を出力する。
つまり、第1〜第10のフリップフロップ101〜110は、第一多相クロック発生手段1の出力をクロック入力としてシリアル信号700のビットデータを順次保持する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific example of serial-parallel conversion means of the communication circuit according to the embodiment of the present invention.
As shown in this figure, the serial / parallel conversion means 3 includes first to tenth flip-
The first to tenth flip-
That is, the first to tenth flip-
また、第11〜20のフリップフロップ201〜210は、第1〜10のフリップフロップ101〜110出力信号501〜510をデータ入力とするとともに、多相クロック401〜410をクロック入力とし、信号601〜610を出力する。
つまり、第11〜20のフリップフロップ201〜210は、第1〜10のフリップフロップ101〜110が保持したビットデータを第二多相クロック発生手段2の出力をクロック入力としてサンプリングする。
In addition, the 11th to 20th flip-
That is, the 11th to 20th flip-
なお、第1〜第10のフリップフロップ101〜110及び第11〜20のフリップフロップ201〜210の個数は、シリアル信号700のビットレートと受信側回路の動作周波数の比率Nに対して、N個以上であれば、任意に設定することができ、Nが大きくなる場合に備えて冗長なフリップフロップを含むことができる。
The number of first to tenth flip-
つぎに、本発明の実施形態に係る通信回路の動作について、図6〜図9を参照して説明する。 Next, the operation of the communication circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図6は、本発明の実施形態に係る通信回路において、シリアル信号のビットレートと受信回路の動作クロックの比率Nが10の場合の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
この図において、信号700はシリアル信号であり、信号300〜310は第一多相クロック発生手段1が発生する多相クロックであり、信号501〜510は第1〜第10のフリップフロップ101〜110の出力信号であり、信号401〜410は第二多相クロック発生手段2が発生する多相クロックであり、信号600〜605はパラレル信号の上位桁であり、信号606〜610はパラレル信号の下位桁である。
FIG. 6 is a timing chart showing the operation timing when the ratio N between the bit rate of the serial signal and the operation clock of the receiving circuit is 10 in the communication circuit according to the embodiment of the present invention.
In this figure, a
本発明の実施形態に係る通信回路は、シリアル信号700のビットレートと受信側回路の動作周波数の比率Nが10から増加した場合に備えて、フリップフロップや多相クロックを冗長に設計することができ、その場合には信号511〜514が現れる。冗長に設計されたフリップフロップを使用しない場合は、冗長に設計されたフリップフロップのクロック端子に接続する第一の多相クロックの一部は、「0」または「1」に固定してもよい。この場合、信号511〜514は変化せず、冗長に設計された回路はダイナミック電力を消費しない。
The communication circuit according to the embodiment of the present invention can design a flip-flop and a multi-phase clock redundantly in case the ratio N between the bit rate of the
図7は、図6に補助線及びデータ整列手段の動作を加えたタイミングチャート図である。
この図に示すように、シリアル信号700は、第一の多相クロック301〜310で順次保持され、N本の有効期間が長い信号501〜510に変換される。さらに、これらの信号501〜510は、第二の多相クロック401〜410でサンプリングされ、2系統のパラレル信号601〜605、606〜610となる。
FIG. 7 is a timing chart in which the operations of the auxiliary line and the data alignment means are added to FIG.
As shown in this figure, the
上位桁のパラレル信号601〜605と下位桁のパラレル信号606〜610の両方が同一ワードのデータを保持している期間698に、受信側回路のクロック信号699が立ち上がるように、第一多相クロック発生手段1及び第二多相クロック発生手段2の位相を調整することで、受信側回路内にあるデータ整列手段6は正しいパラレル信号を受け取ることができるようになる。
The first multiphase clock so that the
また、図中の期間991〜994は、信号501〜510と第二の多相クロック401〜410との間に許容されるタイミングずれを示す。
また、図中の期間696、697は、パラレル信号のワード境界とパラレル信号のクロックの位相差に対するタイミング余裕である。
Also, periods 991 to 994 in the figure indicate the timing deviation allowed between the
Also,
これら4つのタイミング余裕991〜994は、製造ばらつき、設計誤差、電源ノイズ等によって発生するタイミングずれより大きい必要がある(条件1)。
また、タイミング余裕696,697は、PLLの位相誤差、電源ノイズ、信号ノイズ等によって生じるシリアル信号のワード境界と受信側回路のクロックの位相差より大きい必要がある(条件2)。
多相クロック301〜310、401〜410の位相を調整しても、条件1、条件2が満たせない場合は、期待通りのシリアルパラレル変換が行われないので、第1〜第10のフリップフロップ101〜110を冗長に設計し、ビット数を増加させて有効期間を延長することにより、ノイズ耐性の高い回路とすることができる。
These four timing margins 991 to 994 need to be larger than the timing deviation caused by manufacturing variation, design error, power supply noise, etc. (Condition 1).
Further, the timing
Even if the phases of the
図8は、本発明の実施形態に係る通信回路において、シリアル信号のビットレートと受信回路の動作クロックの比率Nが9の場合の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
この図において、信号700はシリアル信号であり、信号300〜310は第一の多相クロックであり、信号501〜510は第1〜第10のフリップフロップ101〜110の出力信号であり、信号401〜410は第二の多相クロックであり、信号600〜604はパラレル信号の上位桁であり、信号605〜609はパラレル信号の下位桁である。
FIG. 8 is a timing chart showing the operation timing when the ratio N between the bit rate of the serial signal and the operation clock of the receiving circuit is 9 in the communication circuit according to the embodiment of the present invention.
In this figure, signal 700 is a serial signal, signals 300 to 310 are first multiphase clocks, signals 501 to 510 are output signals of first to tenth flip-
ここで、一部の多相クロック310は、動作に影響を与えないため、常に「0」または「1」に固定してもよいし、変化させてもよい。また、上位桁・下位桁の境界が変更になるため、N=10の場合(図6参照)と比べて、一部の多相クロック405のタイミングが変更になる。第二多相クロック発生手段2は、このようなNの変更や多相クロックのタイミング変更に対応することができる。
Here, some of the
図9は、本発明の実施形態に係る通信回路において、シリアル信号のビットレートと受信回路の動作クロックの比率Nが20であり、データ整列手段でシリアルデータ10ビットを1ワードとして並べ換えを行う場合の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
この場合、第一の多相クロック301〜320及び第二の多相クロック401〜420の相数は20とし(ワード当たりのビット数の2倍)、多相クロック発生手段1、2のフリップフロップ数は20以上必要となる。また、シリアルパラレル変換手段3のフリップフロップ数も20以上必要となる。
FIG. 9 shows a case where the ratio N of the serial signal bit rate and the operation clock of the receiving circuit is 20 in the communication circuit according to the embodiment of the present invention, and the data alignment means rearranges 10 bits of serial data as one word. It is a timing chart figure which shows the operation timing.
In this case, the number of phases of the first
図9において、信号700はシリアル信号であり、信号301〜320は第一の多相クロックであり、信号501〜520は第1〜第20のフリップフロップ101〜120の出力信号であり、信号401〜420は第二の多相クロックであり、信号65はパラレル出力信号である。
パラレル出力信号65は、受信側回路のクロック710の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジの両方を利用し、タイミング余裕が最大になるようにどちらのエッジを使うかを決めることができる。
In FIG. 9, a
The
以上のように構成された本実施形態の通信回路によれば、送信側回路から送信されたシリアル信号を受信する受信側回路を備え、前記受信側回路が、シリアル信号のビットレートと受信側回路の動作クロックの比率をNとして、シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第一多相クロック発生手段1と、シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第二多相クロック発生手段2と、第一多相クロック発生手段1の出力をクロック入力としてシリアル信号のビットデータを順次保持するとともに、保持したビットデータを第二多相クロック発生手段2の出力をクロック入力としてサンプリングし、N本のパラレル信号として出力するシリアルパラレル変換手段3とを備えるので、LSIの製造ばらつき、電源ノイズ、信号ノイズなどに起因し、送信側回路の基準信号と、受信側回路の基準信号が固定的にずれたり、時間的に変動したとしても、受信側回路においてシリアル信号を確実にパラレル信号に変換し、期待通りのデータ通信を行うことができる。その理由は、シリアル信号を有効期間が長いN本の信号501〜510に割り当て、その有効期間を送信側回路の基準信号と受信側回路の基準信号の時間的ずれより長く、しかも、できるだけ短くすることで、変換時間の無駄を最小化できるからである。 According to the communication circuit of the present embodiment configured as described above, a receiving circuit for receiving a serial signal transmitted from a transmitting circuit is provided, and the receiving circuit includes a bit rate of the serial signal and a receiving circuit. The first multiphase clock generation means 1 for generating at least N multiphase clocks that change every N cycles of the serial signal, and at least N cycles that change every N cycles of the serial signal The second multi-phase clock generating means 2 for generating the multi-phase clock and the output of the first multi-phase clock generating means 1 are used as clock inputs to sequentially hold the bit data of the serial signal and the held bit data to the second multi-phase clock generating means 1 Serial-parallel conversion means 3 for sampling the output of the phase clock generation means 2 as a clock input and outputting it as N parallel signals Even if the reference signal of the transmission side circuit and the reference signal of the reception side circuit are fixedly shifted or temporally fluctuated due to manufacturing variation of LSI, power supply noise, signal noise, etc., the reception side The serial signal can be reliably converted into a parallel signal in the circuit, and data communication as expected can be performed. The reason is that serial signals are assigned to N signals 501 to 510 having a long effective period, and the effective period is longer than the time lag between the reference signal of the transmitting circuit and the reference signal of the receiving circuit, and as short as possible. This is because the waste of conversion time can be minimized.
また、第一多相クロック発生手段1及び第二多相クロック発生手段2は、発生させる多相クロックの本数を変更可能であり、シリアルパラレル変換手段3は、出力するパラレル信号の本数を変更可能であるため、シリアル信号のビットレートと受信側回路の動作周波数の比率Nを容易に変更することができる。その理由は、第一多相クロック発生手段1及び第二多相クロック発生手段2が前記比率Nに合わせて多相クロックの本数を変更し、N本のシリアルパラレル変換動作を行うことが可能だからである。 The first multiphase clock generation means 1 and the second multiphase clock generation means 2 can change the number of multiphase clocks to be generated, and the serial / parallel conversion means 3 can change the number of parallel signals to be output. Therefore, the ratio N between the bit rate of the serial signal and the operating frequency of the receiving side circuit can be easily changed. The reason is that the first multiphase clock generating means 1 and the second multiphase clock generating means 2 can change the number of multiphase clocks in accordance with the ratio N and perform N serial / parallel conversion operations. It is.
また、第一多相クロック発生手段1は、ループ状に接続されて順次シフト動作するN個以上のフリップフロップ810〜821と、フリップフロップ810〜821のループ段数を変更するセレクタ850、851とを備え、ループ状に接続された各フリップフロップ810〜821の出力を多相クロックとして出力するように構成されているので、外部信号に応じてループ段数を変更したり、一時的にループ段数をNではない値に変更し、その後ループ段数をNに戻すことで、位相を変化させることができる。
The first multi-phase clock generation means 1 includes N or more flip-
また、第二多相クロック発生手段2は、ループ状に接続されて順次シフト動作するN個以上のフリップフロップ910〜921と、フリップフロップ910〜921のループ段数を変更するセレクタ950、951と、ループ状に接続された一部のフリップフロップ910〜921の出力を入力としてN本以上の多相クロックを出力するスイッチ回路953と、スイッチ回路953の出力をバッファするN個以上のバッファ回路960〜969とを備えるので、外部信号に応じてループ段数を変更したり、一時的にループ段数をNではない値に変更し、その後ループ段数をNに戻すことで、位相を変化させることができる。
The second multi-phase clock generation means 2 includes N or more flip-flops 910 to 921 that are connected in a loop and sequentially shift, and selectors 950 and 951 that change the number of loop stages of the flip-flops 910 to 921. A switch circuit 953 that outputs N or more multiphase clocks by using outputs of some of the flip-flops 910 to 921 connected in a loop, and N or
このように周期、位相の変更自由度が高い第一多相クロック発生手段1及び第二多相クロック発生手段2を用いることにより、シリアル信号のビットレートと受信側回路のクロック信号の周波数を変更でき、シリアル信号のワード境界と受信側回路のクロック信号にどのような位相差があっても、最短の変換時間でシリアル信号をパラレル信号に変換することが可能になる。 Thus, by using the first multiphase clock generation means 1 and the second multiphase clock generation means 2 having a high degree of freedom in changing the cycle and phase, the bit rate of the serial signal and the frequency of the clock signal of the receiving side circuit are changed. In addition, the serial signal can be converted into a parallel signal in the shortest conversion time regardless of the phase difference between the serial signal word boundary and the clock signal of the receiving circuit.
また、シリアルパラレル変換手段3は、第一多相クロック発生手段1の出力をクロック入力としてシリアル信号のビットデータを順次保持するN個以上のフリップフロップ101〜110と、これらのフリップフロップ101〜110が保持したビットデータを第二多相クロック発生手段2の出力をクロック入力としてサンプリングするN個以上のフリップフロップ201〜210とを備えるので、冗長なフリップフロップを含むことにより、前記比率Nが大きくなっても確実なシリアルパラレル変換を行うことができる。
The serial-
以上、本発明について、実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることは言うまでもない。 Although the present invention has been described with reference to the embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims.
本発明は、シリアル信号をパラレル信号に変換する通信回路、通信方法及びシリアルパラレル変換回路に適用でき、特に、設計の自由度や通信の高速化が求められるLSI間の通信回路において有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a communication circuit, a communication method, and a serial / parallel conversion circuit that convert a serial signal into a parallel signal, and is particularly useful in a communication circuit between LSIs that requires higher design freedom and higher communication speed.
1 第一多相クロック発生手段
2 第二多相クロック発生手段
3 シリアルパラレル変換手段
4 クロック抽出手段
5 バッファ回路
6 データ整列手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記受信側回路が、
前記シリアル信号のビットレートと前記受信側回路の動作クロックの比率をNとして、
前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第一多相クロック発生手段と、
前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第二多相クロック発生手段と、
前記第一多相クロック発生手段の出力をクロック入力として前記シリアル信号のビットデータを順次保持するとともに、保持したビットデータを前記第二多相クロック発生手段の出力をクロック入力としてサンプリングし、N本のパラレル信号として出力するシリアルパラレル変換手段と、を備え、
前記第一多相クロック発生手段及び前記第二多相クロック発生手段が、発生させる多相クロックの本数を変更可能であり、
前記シリアルパラレル変換手段が、出力するパラレル信号の本数を変更可能であり、
前記第一多相クロック発生手段が、
ループ状に接続されて順次シフト動作するN個以上のフリップフロップと、
フリップフロップのループ段数を変更するセレクタと、を備え、
ループ状に接続された各フリップフロップの出力を多相クロックとして出力する
ことを特徴とする通信回路。 A receiving circuit for receiving a serial signal transmitted from the transmitting circuit is provided,
The receiving circuit is
The ratio of the bit rate of the serial signal and the operation clock of the receiving circuit is N,
First multiphase clock generating means for generating at least N multiphase clocks that change every N cycles of the serial signal;
Second multi-phase clock generating means for generating at least N multi-phase clocks that change every N cycles of the serial signal;
The serial signal bit data is sequentially held using the output of the first multiphase clock generation means as a clock input, and the held bit data is sampled using the output of the second multiphase clock generation means as a clock input. It includes a serial-parallel conversion means for output as parallel signals, and,
The first multiphase clock generation means and the second multiphase clock generation means can change the number of multiphase clocks to be generated,
The serial-parallel converter can change the number of parallel signals to be output,
The first multi-phase clock generating means
N or more flip-flops connected in a loop and sequentially shifting,
A selector that changes the number of loop stages of the flip-flop,
A communication circuit that outputs the output of each flip-flop connected in a loop as a multiphase clock .
ループ状に接続されて順次シフト動作するN個以上のフリップフロップと、
フリップフロップのループ段数を変更するセレクタと、
ループ状に接続された一部のフリップフロップの出力を入力としてN本以上の多相クロックを出力するスイッチ回路と、
前記スイッチ回路の出力をバッファするN個以上のバッファ回路と、を備える請求項1記載の通信回路。 The second multi-phase clock generating means is
N or more flip-flops connected in a loop and sequentially shifting,
A selector for changing the number of loop stages of the flip-flop;
A switch circuit that outputs N or more multi-phase clocks by using the outputs of some flip-flops connected in a loop;
The communication circuit according to claim 1, further comprising a, and N or more of a buffer circuit for buffering the output of the switching circuit.
前記第一多相クロック発生手段の出力をクロック入力として前記シリアル信号のビットデータを順次保持するN個以上のフリップフロップと、
これらのフリップフロップが保持したビットデータを前記第二多相クロック発生手段の出力をクロック入力としてサンプリングするN個以上のフリップフロップと、を備える請求項1又は2に記載の通信回路。 The serial / parallel conversion means comprises:
N or more flip-flops that sequentially hold the bit data of the serial signal using the output of the first multiphase clock generation means as a clock input;
The communication circuit according to these bit data flip-flop is held in claim 1 or 2 and a N or more flip-flops for sampling the clock input an output of said second multiphase clock generating means.
前記シリアル信号のビットレートと前記受信側回路の動作クロックの比率をNとして、
前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第一多相クロック発生手順と、
前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第二多相クロック発生手順と、
前記第一多相クロック発生手順の出力をクロック入力として前記シリアル信号のビットデータを順次保持するとともに、保持したビットデータを前記第二多相クロック発生手順の出力をクロック入力としてサンプリングし、N本のパラレル信号として出力するシリアルパラレル変換手順と、を実行し、
前記第一多相クロック発生手順及び前記第二多相クロック発生手順が、発生させる多相クロックの本数を変更可能であり、
前記シリアルパラレル変換手順が、出力するパラレル信号の本数を変更可能であり、
前記第一多相クロック発生手順が、
ループ状に接続されて順次シフト動作するN個以上のフリップフロップと、
フリップフロップのループ段数を変更するセレクタと、を備える場合に、
ループ状に接続された各フリップフロップの出力を多相クロックとして出力する
ことを特徴とする通信方法。 The receiving side circuit that receives the serial signal transmitted from the transmitting side circuit
The ratio of the bit rate of the serial signal and the operation clock of the receiving circuit is N,
A first multiphase clock generation procedure for generating at least N multiphase clocks that change every N cycles of the serial signal;
A second multiphase clock generation procedure for generating at least N multiphase clocks that change every N cycles of the serial signal;
The output of the first multiphase clock generation procedure is used as a clock input to sequentially hold the bit data of the serial signal, and the held bit data is sampled using the output of the second multiphase clock generation procedure as a clock input. and a serial-parallel conversion procedure is output as parallel signals, execution,
The first multiphase clock generation procedure and the second multiphase clock generation procedure can change the number of multiphase clocks to be generated,
The serial-to-parallel conversion procedure can change the number of parallel signals to be output,
The first multiphase clock generation procedure includes:
N or more flip-flops connected in a loop and sequentially shifting,
And a selector that changes the number of loop stages of the flip-flop,
A communication method characterized by outputting the output of each flip-flop connected in a loop as a multiphase clock .
前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第一多相クロック発生手段と、
前記シリアル信号のNサイクル毎に変化する少なくともN本の多相クロックを発生させる第二多相クロック発生手段と、
前記第一多相クロック発生手段の出力をクロック入力として前記シリアル信号のビットデータを順次保持するとともに、保持したビットデータを前記第二多相クロック発生手段の出力をクロック入力としてサンプリングし、N本のパラレル信号として出力するシリアルパラレル変換手段と、を備え、
前記第一多相クロック発生手段及び前記第二多相クロック発生手段が、発生させる多相クロックの本数を変更可能であり、
前記シリアルパラレル変換手段が、出力するパラレル信号の本数を変更可能であり、
前記第一多相クロック発生手段が、
ループ状に接続されて順次シフト動作するN個以上のフリップフロップと、
フリップフロップのループ段数を変更するセレクタと、を備え、
ループ状に接続された各フリップフロップの出力を多相クロックとして出力する
ことを特徴とするシリアルパラレル変換回路。 The ratio of the bit rate of the serial signal and the operation clock of the circuit is N,
First multiphase clock generating means for generating at least N multiphase clocks that change every N cycles of the serial signal;
Second multi-phase clock generating means for generating at least N multi-phase clocks that change every N cycles of the serial signal;
The serial signal bit data is sequentially held using the output of the first multiphase clock generation means as a clock input, and the held bit data is sampled using the output of the second multiphase clock generation means as a clock input. It includes a serial-parallel conversion means for output as parallel signals, and,
The first multiphase clock generation means and the second multiphase clock generation means can change the number of multiphase clocks to be generated,
The serial-parallel converter can change the number of parallel signals to be output,
The first multi-phase clock generating means
N or more flip-flops connected in a loop and sequentially shifting,
A selector that changes the number of loop stages of the flip-flop,
Outputs the output of each flip-flop connected in a loop as a multi-phase clock
A serial-parallel conversion circuit characterized by that .
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